电池自动上下料激光焊接机的制作方法

本发明涉及电池加工设备，特别涉及一种电池自动上下料激光焊接机。

背景技术：

目前锂离子铝壳电芯制造过程中需要使用侧焊的方式将铝壳和封盖焊接，由于方形铝壳电池形状特殊，激光头到焊点的距离不稳定容易出现凸起、气孔对后续工艺的装配产生影响，因此对激光头到焊点的距离稳定性有较高要求。目前的技术存在以下问题：

(1)、手工放置电芯到夹具中，效率低下，浪费人工；

(2)、方形电芯焊接时，只能单面焊接，需手工翻面完成整个环形焊缝焊接，效率低下；

(3)、不能保证方形电芯环形焊缝圆角处激光头到焊点的距离不变，易产生焊接不良。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种电池自动上下料激光焊接机。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种电池自动上下料激光焊接机，包括机台座、上/收料机构、电芯搬运机构、电芯预定位机构、定向定位夹持机构；

所述机台座用于安装上料收料机构、电芯搬运机构、电芯预定位机构和电芯定位夹持机构；

所述上料收料机构倾斜设置在机台座一端，用于上料时将堆叠好的电芯输送至电芯搬运机构，收料时取走电芯搬运机构传送过来的电芯；

所述电芯搬运机构设置在机台座上方，其用于搬运上/收料机构、电芯预定位机构、定向定位夹持机构上的电芯；

所述电芯预定位机构用于将电芯预定位后经由电芯搬运机构传送给所述定向定位夹持机构；

所述定向定位夹持机构用于定位夹持电芯进行激光焊接。

优选地，所述机台座包括方管框架、上层板、下层板，上层板与下层板平行设置将方管框架夹持其中。

优选地，所述上/收料机构包括上料传送带、收料传送带；所述上料传送带、收料传送带并列倾斜安装在机台座一端，且均安装有电芯托块；上料时将堆叠好的方形电芯放在上料传送带的电芯托块上，电芯随上料传送带上的托块上升到抓取感应点时停止；收料时收料传感器感应到来自电芯搬运机构抓取的电芯时，收料传送带上的电芯托块下落，实现电芯在收料传送带托块上的自动堆叠。

优选地，所述上/收料机构包括还包括安装底座、轴安装支架、上料传送带驱动电机、下料传送带驱动电机、可调挡板，所述上料传送带、收料传送带一端经安装底座安装在机台座底部，所述上料传送带驱动电机、下料传送带驱动电机分别驱动上料传送带、收料传送带运动；所述可调挡板设置在上料传送带、收料传送带并列排布的两侧。

优选地，所述电芯搬运机构包括安装支架、上/收料侧驱动电机、定位夹持侧驱动电机、上/收料侧气缸安装板、定位夹持侧气缸安装板、上/收料侧上料带导杆气缸、上/收料侧收料带导杆气缸、吸盘、定位夹持侧上料带导杆气缸、定位夹持侧下料带导杆气缸、上料手指气缸、收料手指气缸和直线导轨组件；安装支架上安装驱动电机、和直线导轨组件，上/收料侧气缸安装板和定位夹持侧气缸安装板分别安装于直线导轨组件上，两个气缸安装板能在导轨各自工作区域内平滑移动；上/收料侧气缸安装板下方分别安装上/收料侧上料带导杆气缸和上/收料侧收料带导杆气缸，并分别在其下方安装吸盘；定位夹持侧气缸安装板下方分别安装定位夹持侧上料带导杆气缸和定位夹持侧下料带导杆气缸，并在其下方分别安装上料手指气缸和收料手指气缸。

优选地，所述电芯预定位机构包括安装底座、上料带导轨旋转平台、收料带导轨旋转平台、上料预定位夹紧气缸、上料夹头、收料预定位夹紧气缸、收料夹头、上料旋转台转动气缸、收料旋转台转动气缸、齿轮和齿条；安装底座上安装上料带导轨旋转平台和收料带导轨旋转平台，上料预定位夹紧气缸和收料预定位夹紧气缸分别通过轴连接上料夹头和收料夹头，并安装在导轨上，实现平滑运动以夹紧电池；上料带导轨旋转平台和收料带导轨旋转平台旋转轴的一端分别安装齿轮与下方齿条配合，两个齿条分别与上料旋转台转动气缸和收料旋转台转动气缸连接。

优选地，所述定向定位夹持机构包括XY轴运动平台、旋转平台、压封盖平台、压封盖旋转随动机构、上夹头、压封盖避让气缸、夹持机构、下夹头、顶伸夹持气缸；XY轴运动平台安装于机台座上，XY轴运动平台最上方安装压封盖平台；压封盖旋转随动机构和压封盖避让气缸安装于压封盖平台上；旋转平台安装于压封盖旋转随动机构正下方，旋转平台上安装有夹持机构，上夹头和下夹头分别安装于压封盖旋转随动机构和夹持机构上，顶伸夹持气缸安装于XY轴运动平台上，旋转平台下方，顶伸夹持气缸与夹持机构连接。

采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

本发明主要由机台座、上料收料机构、电芯搬运机构、电芯预定位机构和电芯定位夹持机构组成，可实现全自动上料下料，一次性完成换成环形焊缝焊接的功能。本发明可解决电芯焊接过程中手工放置电芯效率低下、浪费人工的问题；手工翻转电芯效率低下的问题；方形电芯环形焊缝圆角处激光头到焊点距离变化的问题。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明中机台座的结构示意图；

图5为本发明中上/收料机构的结构示意图；

图6为本发明中电芯搬运机构的结构示意图；

图7为本发明中电芯预定位机构的结构示意图；

图8为本发明中定向定位夹持机构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步说明。

参照图1至图3所示，本发明实施例提供一种电池自动上下料激光焊接机，包括机台座1、上/收料机构2、电芯搬运机构3、电芯预定位机构4、定向定位夹持机构5。

其中，所述机台座1用于安装上料收料机构2、电芯搬运机构3、电芯预定位机构4和电芯定位夹持机构5；

所述上料收料机构2倾斜设置在机台座1一端，用于上料时将堆叠好的电芯输送至电芯搬运机构3，收料时取走电芯搬运机构3传送过来的电芯；

所述电芯搬运机构3设置在机台座1上方，其用于搬运上/收料机构2、电芯预定位机构4、定向定位夹持机构5上的电芯；

所述电芯预定位机构4用于将电芯预定位后经由电芯搬运机构3传送给所述定向定位夹持机构5；

所述定向定位夹持机构5用于定位夹持电芯进行激光焊接。

参考图4所示，本发明实施例中，所述机台座1包括方管框架101、上层板102、下层板103，上层板102与下层板103平行设置将方管框架101夹持其中。

参考图5所示，本发明实施例中，所述上/收料机构2包括上料传送带208、收料传送带209；所述上料传送带208、收料传送带209并列倾斜安装在机台座一端，且均安装有电芯托块。

所述上/收料机构包括还包括安装底座204、轴安装支架205、上料传送带驱动电机206、下料传送带驱动电机207、可调挡板210，所述上料传送带208、收料传送带209一端经安装底座204安装在机台座底部，所述上料传送带驱动电机206、下料传送带驱动电机207分别驱动上料传送带208、收料传送带209运动；所述可调挡板210设置在上料传送带208、收料传送带209并列排布的两侧。

上料时将堆叠好的方形电芯放在上料传送带208的电芯托块上，电芯随上料传送带208上的托块上升，设置在上料传送带208一侧的挡板210顶端的上料感应器211感应到电芯时停止；收料时设置在收料传送带209一侧的挡板210顶端的收料传感器212感应到来自电芯搬运机构抓取的电芯时，收料传送带209上的电芯托块下落，实现电芯在收料传送带209托块上的自动堆叠。

参考图6所示，本发明实施例中，所述电芯搬运机构3包括安装支架311、上/收料侧驱动电机312、定位夹持侧驱动电机313、上/收料侧气缸安装板314、定位夹持侧气缸安装板315、上/收料侧上料带导杆气缸316、上/收料侧收料带导杆气缸317、吸盘318、定位夹持侧上料带导杆气缸319、定位夹持侧下料带导杆气缸320、上料手指气缸321、收料手指气缸322和直线导轨组件323。

安装支架311上安装驱动电机312、313和直线导轨组件323，上/收料侧气缸安装板314和定位夹持侧气缸安装板315分别安装于直线导轨组件上323，两个气缸安装板能在导轨各自工作区域内平滑移动。上/收料侧气缸安装板314下方分别安装上/收料侧上料带导杆气缸316和上/收料侧收料带导杆气缸317，并分别在其下方安装吸盘318。定位夹持侧气缸安装板315下方分别安装定位夹持侧上料带导杆气缸319和定位夹持侧下料带导杆气缸320，并在其下方分别安装上料手指气缸321和收料手指气缸322。

工作时，上/收料侧驱动电机312带动上/收料侧气缸安装板314在上/收料机构和电芯预定位机构上方运动，并精确定位到上/收料位置和预定位位置。在上/收料机构上方时，导杆气缸316、317伸缩，实现吸盘318放下或取走电芯；在预定位机构上方时，导杆气缸316、317伸缩，实现吸盘318取走或放下电芯。定位夹持侧驱动电机313带动定位夹持侧气缸安装板315在预定位机构和电芯夹持机构上方运动，并能精确定位到预定位位置和定位夹持机构位置。在预定位机构上方时，导杆气缸319、320伸缩，实现上料手指气缸321抓取预定位电芯，下料手指气缸322放下焊接完成电芯；在夹持定位机构上方时，导杆气缸319、320伸缩，实现收料手指气缸322取走焊接完成电芯，上料手指气缸321将电芯放入夹持机构中。

参考图7所示，本发明实施例中，所述电芯预定位机构4包括安装底座424、上料带导轨旋转平台425、收料带导轨旋转平台426、上料预定位夹紧气缸427、上料夹头428、收料预定位夹紧气缸429、收料夹头430、上料旋转台转动气缸431、收料旋转台转动气缸432、齿轮433和齿条434。

安装底座424上安装上料带导轨旋转平台425和收料带导轨旋转平台426，上料预定位夹紧气缸427和收料预定位夹紧气缸429分别通过轴连接上料夹头428和收料夹头430，并安装在导轨上，实现平滑运动以夹紧电池。上料带导轨旋转平台425和收料带导轨旋转平台426旋转轴的一端分别安装齿轮433与下方齿条434配合，两个齿条434分别与上料旋转台转动气缸431和收料旋转台转动气缸432连接。

工作时，电芯搬运机构搬运的电芯到达指定位置后上料预定位夹紧气缸427动作将电芯夹紧，上料旋转台转动气缸431动作，使上料带导轨旋转平台旋转90°，电芯亦随之旋转，待上料手指气缸321抓取电芯后，上料预定位夹紧气缸427动作松开电芯，上料旋转台转动气缸431动作上料带导轨旋转平台425回到原位。电芯搬运机构搬运焊接完成的电芯到达指定位置后，收料预定位夹紧气缸429动作，收料夹头430将电芯夹紧后，收料手指气缸322脱离，收料旋转台转动气缸432动作，收料带导轨旋转平台426旋转90°，电芯回到平放状态，收料吸盘318将电芯吸住后，收料预定位夹紧气缸429动作，电芯松开，电芯被电芯搬运机构搬走。

参考图8所示，本发明实施例中，所述定向定位夹持机构5包括XY轴运动平台535、旋转平台536、压封盖平台537、压封盖旋转随动机构538、上夹头539、压封盖避让气缸540、夹持机构541、下夹头542、顶伸夹持气缸543。

XY轴运动平台535安装于机台座上，XY轴运动平台535最上方安装压封盖平台537。压封盖旋转随动机构538和压封盖避让气缸540安装于压封盖平台537上。旋转平台536安装于压封盖旋转随动机构538正下方，旋转平台536上安装有夹持机构541，上夹头539和下夹头542分别安装于压封盖旋转随动机构538和夹持机构541上，顶伸夹持气缸543安装于XY轴运动平台535上，旋转平台536下方，顶伸夹持气缸543与夹持机构541连接。

工作时，压封盖避让气缸540动作，让出夹持机构541上方空间，电芯搬运机构搬运的电池到达电芯定位夹持机构上方时，XY轴运动平台535和旋转平台536将夹持机构541定位到电芯正下方，上料手指气缸321将电芯放入夹持机构541后压封盖避让气缸540动作，压封盖旋转随动机构538回到夹持机构541上方，上夹头539与下夹头542对齐，顶伸夹持气缸543动作使夹持机构541向上运动，下夹头542夹紧电芯，电芯顶住上方上夹头539。

电芯固定好后，开始激光焊接，激光头位置固定，XY轴平台535和旋转平台536根据控制系统发出的指令运动，实现电芯环形焊缝的焊接。焊接完成后，顶伸夹持气缸543动作，夹持机构541下落，下夹头542松开电芯，压封盖避让气缸540动作，压封盖旋转随动机构538让出夹持机构541上方空间，XY轴运动平台535和旋转平台536定位到指定位置，使电芯搬运机构的收料手指气缸322能抓取到焊接完成的电芯。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。